JP2005149627A

JP2005149627A - Thin film magnetic head, head gimbals assembly equipped with the thin film magnetic head, and magnetic disk driving device equipped with the head gimbnals assembly

Info

Publication number: JP2005149627A
Application number: JP2003386424A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hirabayashi; 啓平林; Kiyoshi Noguchi; 潔野口; Taro Oike; 太郎大池; Shin Narushima; 伸鳴島; Takamitsu Sakamoto; 孝光坂本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-06-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a good recording equality thin film magnetic head wherein the vertical and in-plane direction components of a recording magnetic fields are properly controlled, an HGA equipped with the thin film magnetic head, and a magnetic disk driving device equipped with the HGA. <P>SOLUTION: This magnetic head is provided with a lower magnetic pole layer, a gap layer, an upper magnetic pole layer facing the lower magnetic pole layer via the gap layer, and a coil conductor for supplying a magnetic flux to the gap layer via the lower and upper magnetic pole layers. A centroid position within the plane of the upper magnetic pole layer is in the same position of a centroid position within the plane of the lower magnetic pole layer, or on an ABS side rather than the centroid position within the plane of the lower magnetic pole layer, and moved in an ABS direction near the upper surface of the upper magnetic pole layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、磁気記録媒体に磁気情報を記録するためのインダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスクドライブ装置に関する。 The present invention relates to a thin film magnetic head including an inductive write head element for recording magnetic information on a magnetic recording medium, a head gimbal assembly (HGA) including the thin film magnetic head, and a magnetic disk drive apparatus including the HGA. .

インダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドは、下部磁極層と上部磁極層との間にギャップ層を設け、下部磁極層及び上部磁極層を介して供給された磁束をこのギャップ層の部分で記録媒体に印加することによって磁気記録を行う。 A thin film magnetic head equipped with an inductive write head element is provided with a gap layer between a lower magnetic pole layer and an upper magnetic pole layer, and the magnetic flux supplied via the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer is recorded in the gap layer portion. Magnetic recording is performed by applying to a medium.

このような薄膜磁気ヘッドにおいて、トラック幅が狭小となっても強い記録磁場を得るために、上部磁極層の長さを下部磁極層の長さよりも長くして上部磁極層とその上に積層されるヨーク層との接触領域を大きくするようにした薄膜磁気ヘッドは公知である（特許文献１）。 In such a thin film magnetic head, in order to obtain a strong recording magnetic field even when the track width is narrow, the length of the upper magnetic pole layer is made longer than the length of the lower magnetic pole layer and laminated on the upper magnetic pole layer. A thin film magnetic head having a large contact area with the yoke layer is known (Patent Document 1).

特開２０００−２９３８１７号公報JP 2000-293817 A

近年、記録密度の向上に伴い、記録磁場を高めることのみならず、記録品質の向上も求められている。記録品質を向上させるためには、書込み電流へ敏感に応答する時間的、空間的に急峻な磁場特性を有すること、並びに記録磁場が記録媒体に対して垂直方向及び面内方向に適切に制御されることが要求される。 In recent years, with an increase in recording density, not only an increase in recording magnetic field but also an improvement in recording quality has been demanded. In order to improve the recording quality, it has a temporally and spatially steep magnetic field characteristic that responds sensitively to the write current, and the recording magnetic field is appropriately controlled in the perpendicular and in-plane directions with respect to the recording medium. Is required.

特許文献１には、記録磁場を高めるための工夫は提案されているものの、記録磁場の垂直方向成分及び面内方向成分を制御するための構造については何等示唆されていない。 Patent Document 1 proposes a device for increasing the recording magnetic field, but does not suggest any structure for controlling the vertical direction component and the in-plane direction component of the recording magnetic field.

従って本発明の目的は、記録磁場の垂直方向成分及び面内方向成分が適切に制御された記録品質の良好な薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスクドライブ装置を提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thin film magnetic head with good recording quality in which the perpendicular component and in-plane component of the recording magnetic field are appropriately controlled, an HGA equipped with the thin film magnetic head, and a magnetic disk drive equipped with the HGA. To provide an apparatus.

本発明によれば、下部磁極層と、ギャップ層と、ギャップ層を介して下部磁極層と対向している上部磁極層と、下部磁極層及び上部磁極層を介してギャップ層に磁束を供給するコイル導体とを備えており、上部磁極層の面内における重心位置が、下部磁極層の面内における重心位置と同じ位置又は下部磁極層の面内における重心位置より浮上面（ＡＢＳ）側にありかつ上部磁極層の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動するように構成されている薄膜磁気ヘッドが提供される。 According to the present invention, magnetic flux is supplied to the gap layer via the bottom pole layer, the gap layer, the top pole layer facing the bottom pole layer via the gap layer, and the bottom pole layer and top pole layer. The center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer is the same as the position of the center of gravity in the plane of the lower magnetic pole layer or on the air bearing surface (ABS) side from the position of the center of gravity in the plane of the lower magnetic pole layer. In addition, a thin film magnetic head configured to move in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer is provided.

上部磁極層の面内における重心位置が下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側にありかつ上部磁極層の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動するように構成されていることにより、上部磁極層を通過する磁束がＡＢＳ側に集中する。これにより、記録磁場が強くなることはもちろんのこと、記録磁場の垂直方向成分を減らし、この垂直方向成分と面内方向成分とをバランス良く制御して記録品質を向上させることができる。 The upper magnetic pole layer is configured to move in the ABS direction as the gravity center position in the plane of the upper magnetic pole layer is the same as or closer to the ABS side than the lower magnetic pole layer and approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer. The passing magnetic flux is concentrated on the ABS side. As a result, not only the recording magnetic field becomes stronger, but also the vertical component of the recording magnetic field can be reduced, and the vertical direction component and the in-plane direction component can be controlled in a balanced manner to improve the recording quality.

上部磁極層の下面の全面にわたって下部磁極層の上面が対向していることが好ましい。 It is preferable that the upper surface of the lower magnetic pole layer is opposed to the entire lower surface of the upper magnetic pole layer.

上部磁極層のＡＢＳより遠い上面側に少なくとも１つの切り欠き部が形成されているか、少なくとも１つの凹部が形成されているか、又は少なくとも１つの凹溝が形成されていることが好ましい。 It is preferable that at least one notch, at least one recess, or at least one groove be formed on the upper surface side of the upper magnetic pole layer far from the ABS.

少なくとも１つの切り欠き部、少なくとも１つの凹部又は少なくとも１つの凹溝に上部磁極層を構成する材料より透磁率の小さい材料が充填されていることが好ましく、この場合、少なくとも１つの切り欠き部、少なくとも１つの凹部又は少なくとも１つの凹溝に非磁性材料が充填されていることがより好ましい。 Preferably, at least one notch, at least one recess or at least one groove is filled with a material having a lower magnetic permeability than the material constituting the upper magnetic pole layer, and in this case, at least one notch, More preferably, at least one recess or at least one recess is filled with a nonmagnetic material.

本発明によれば、さらに、上述の薄膜磁気ヘッドとこれを支持するサスペンションとを備えたＨＧＡ、及びこのＨＧＡを少なくとも１つ備えた磁気ディスクドライブ装置が提供される。 The present invention further provides an HGA including the above-described thin film magnetic head and a suspension supporting the thin film magnetic head, and a magnetic disk drive apparatus including at least one HGA.

本発明によれば、記録磁場が強くなることはもちろんのこと、記録磁場の垂直方向成分及び面内方向成分がバランス良く制御されることとなり、記録品質を向上させることができる。 According to the present invention, not only the recording magnetic field is strengthened, but also the vertical direction component and the in-plane direction component of the recording magnetic field are controlled with good balance, and the recording quality can be improved.

図１は本発明の一実施形態における磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of a magnetic disk drive apparatus according to an embodiment of the present invention.

同図において、１は動作時に軸２の回りを回転するこの例では複数の磁気ディスク、３はその後端に薄膜磁気ヘッドが形成されている磁気ヘッドスライダをトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置をそれぞれ示している。アセンブリキャリッジ装置３は、軸４を中心にして角揺動可能なキャリッジ５と、このキャリッジ５を角揺動駆動する例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）からなるアクチュエータ６とから主として構成されている。 In this figure, reference numeral 1 denotes a plurality of magnetic disks which rotate around an axis 2 during operation. Reference numeral 3 denotes an assembly carriage device for positioning on a track a magnetic head slider having a thin film magnetic head formed at its rear end. Respectively. The assembly carriage device 3 is mainly composed of a carriage 5 that can be angularly swung about a shaft 4 and an actuator 6 that is, for example, a voice coil motor (VCM) that drives the carriage 5 to be angularly swung.

キャリッジ５には、軸４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７の先端部にはＨＧＡ８が固着されている。各ＨＧＡ８は、サスペンション９とその先端部に設けられている磁気ヘッドスライダとから主として構成されており、この磁気ヘッドスライダが各磁気ディスク１の表面に対して対向するように駆動アーム７の先端部に設けられている。 A base portion of a plurality of drive arms 7 stacked in the direction of the shaft 4 is attached to the carriage 5, and an HGA 8 is fixed to a tip portion of each drive arm 7. Each HGA 8 is mainly composed of a suspension 9 and a magnetic head slider provided at the tip thereof, and the tip of the drive arm 7 so that the magnetic head slider faces the surface of each magnetic disk 1. Is provided.

図２は図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドの一部の構成を概略的に示す断面図であり、図３はこの薄膜磁気ヘッドの下部磁極層及び上部磁極層の部分の構造をより分かり易く示す斜視図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a part of the thin film magnetic head in the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 makes it easier to understand the structure of the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer of this thin film magnetic head. It is a perspective view shown.

これらの図において、１０は磁性材料による下部シールド層、１１は下部ヨーク層としても構成されており磁性材料による上部シールド層、１２は下部シールド層１０上に積層された非磁性絶縁材料によるシールドギャップ層、１３はシールドギャップ層１２を介して下部シールド層１０及び上部シールド層１１間に形成された磁気抵抗効果（ＭＲ）層、１４は上部シールド層１１上に積層された磁性材料による下部磁極層、１５は下部磁極層１１上に積層された非磁性材料によるギャップ層、１６はギャップ層１５上に積層された磁性材料による上部磁極層、１７は上部磁極層１６のＡＢＳとは反対側の上方に設けられた切り欠き部１６ａ内に充填された非磁性材料層、１８は上部シールド層１１上に積層された絶縁体層、１９は絶縁体層１８上にパターニング形成された導電材料によるコイル導体層、２０は絶縁体層１８上のコイル導体層１９間に形成されたレジスト材料層、２１は非磁性材料層１７、コイル導体層１９及びレジスト材料層２０上に積層された絶縁体層、２２は絶縁体層２１、非磁性材料層１７及び上部磁極層１６（ＡＢＳ近傍部分及びバックギャップ部分において）上に形成されており、上部磁極層１６の部分１６ｂで磁気的に結合された磁性材料による上部ヨーク層、２３はこの薄膜磁気ヘッドのＡＢＳをそれぞれ示している。 In these figures, 10 is a lower shield layer made of a magnetic material, 11 is also an upper shield layer made of a magnetic material and is also configured as a lower yoke layer, and 12 is a shield gap made of a nonmagnetic insulating material laminated on the lower shield layer 10. Reference numeral 13 denotes a magnetoresistive effect (MR) layer formed between the lower shield layer 10 and the upper shield layer 11 via the shield gap layer 12, and reference numeral 14 denotes a lower magnetic pole layer made of a magnetic material laminated on the upper shield layer 11. , 15 is a gap layer made of a nonmagnetic material laminated on the lower magnetic pole layer 11, 16 is an upper magnetic pole layer made of a magnetic material laminated on the gap layer 15, and 17 is an upper side of the upper magnetic pole layer 16 opposite to the ABS. A non-magnetic material layer filled in the notch 16a provided in the substrate, 18 is an insulator layer laminated on the upper shield layer 11, and 19 is an insulator layer. 8 is a coil conductor layer made of a conductive material patterned on, 8 is a resist material layer formed between the coil conductor layers 19 on the insulator layer 18, 21 is a non-magnetic material layer 17, the coil conductor layer 19 and the resist material. The insulator layer 22 laminated on the layer 20 is formed on the insulator layer 21, the nonmagnetic material layer 17, and the top pole layer 16 (in the vicinity of the ABS and the back gap portion). An upper yoke layer 23 made of a magnetic material magnetically coupled at the portion 16b represents an ABS of the thin film magnetic head.

図３から分かるように、下部磁極層１１及び上部磁極層１６は、共に、ＡＢＳ２３近傍においては直方体形状のスロート部となっており、その後方（ＡＢＳから離れる方向）においてフレア形状に広がったフレア部となっている。下部磁極層１１の上面は、上部磁極層１６の下面の全面（スロート部及びフレア部の全面）にわたってギャップ層１５を介して対向するように構成されている。上部磁極層１６の面内における重心位置は、下部磁極層１１の重心位置と同じかＡＢＳ２３側にありかつ上部磁極層１６の上面に近づくにつれてＡＢＳ２３方向に移動するように構成されている。特に本実施形態においては、切り欠き部１６ａは、上部磁極層１６のＡＢＳとは反対側の上方を切り欠いて形成されている。 As can be seen from FIG. 3, the lower magnetic pole layer 11 and the upper magnetic pole layer 16 both have a rectangular parallelepiped-shaped throat portion in the vicinity of the ABS 23, and a flare portion that spreads into a flare shape behind it (in a direction away from the ABS). It has become. The upper surface of the lower magnetic pole layer 11 is configured to face the entire lower surface of the upper magnetic pole layer 16 (the entire surface of the throat portion and the flare portion) with the gap layer 15 therebetween. The position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 16 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer 11 or on the ABS 23 side, and moves in the ABS 23 direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 16. In particular, in the present embodiment, the notch portion 16a is formed by notching the upper side of the upper magnetic pole layer 16 opposite to the ABS.

図４は本実施形態における薄膜磁気ヘッドの上部磁極層１６の重心位置を説明するための断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the position of the center of gravity of the top pole layer 16 of the thin film magnetic head in this embodiment.

同図からも分かるように、上部磁極層１６の面内、即ち上部磁極層１６においてその積層面に平行な各平面内、における重心３０の位置は、下部磁極層１１の面内、即ち下部磁極層１１においてその積層面に平行な各平面内、における重心３１と同じ位置か又はこれよりＡＢＳ２３側に位置している。しかも、上部磁極層１６の面内における重心３０の位置は、その上面に近づくにつれて又はギャップ層１５から遠ざかるにつれて、ＡＢＳ２３の方向に移動している。しかも、切り欠き部１６ａ内には非磁性材料が充填されている。これによって、上部磁極層１６内を通過する磁束はＡＢＳ２３に近い部分に集中する。その結果、記録磁場が強くなり、しかも記録磁場の垂直方向成分を減らし、その垂直方向成分及び面内方向成分をバランス良く制御して記録品質を向上することができる。 As can be seen from the figure, the position of the center of gravity 30 in the plane of the top pole layer 16, that is, in each plane parallel to the laminated surface of the top pole layer 16, is in the plane of the bottom pole layer 11, that is, the bottom pole. In the layer 11, it is located at the same position as the gravity center 31 in each plane parallel to the laminated surface or on the ABS 23 side. Moreover, the position of the center of gravity 30 in the plane of the upper magnetic pole layer 16 moves in the direction of the ABS 23 as it approaches the upper surface or moves away from the gap layer 15. In addition, the notch 16a is filled with a nonmagnetic material. As a result, the magnetic flux passing through the upper magnetic pole layer 16 is concentrated in a portion close to the ABS 23. As a result, the recording magnetic field can be strengthened, the vertical component of the recording magnetic field can be reduced, and the vertical direction component and the in-plane direction component can be controlled with good balance to improve the recording quality.

図５に示すように本発明の例として上部磁極層１６′のＡＢＳとは反対側の上面側に非磁性材料１７′を充填した切り欠き部１６ａ′を形成した場合（α＞０かつβ＞０の場合）と、従来技術の例として上部磁極層１６′のＡＢＳとは反対側を全て切り落とし非磁性材料層とした場合（α＞０かつβ＝０の場合）とについて、ギャップ層１５近傍における垂直方向成分及び面内方向成分の記録磁場強度をシミュレーションによって求めた。 As shown in FIG. 5, as an example of the present invention, when a notch 16a ′ filled with a nonmagnetic material 17 ′ is formed on the upper surface of the top pole layer 16 ′ opposite to the ABS (α> 0 and β>). In the case of 0) and the case where the non-magnetic material layer is formed by cutting off the opposite side of the top pole layer 16 'from the ABS as an example of the prior art (when α> 0 and β = 0), the vicinity of the gap layer 15 The recording magnetic field strengths of the vertical direction component and the in-plane direction component were determined by simulation.

図６はギャップ層における位置と記録磁場の垂直方向成分及び面内方向成分との関係のシミュレーション結果を表す図である。同図において、縦軸は記録磁場強度（Ｏｅ）、横軸はギャップ層の下面からの距離（×１０^−１μｍ）をそれぞれ表している。 FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of the relationship between the position in the gap layer and the perpendicular component and in-plane component of the recording magnetic field. In the figure, the vertical axis represents the recording magnetic field strength (Oe), and the horizontal axis represents the distance (× 10 ⁻¹ μm) from the lower surface of the gap layer.

同図から分かるように、α＞０かつβ＞０の構造とすれば、記録磁場の垂直方向成分を低減させることができ、従って、記録磁場の垂直方向成分及び面内方向成分を適切に制御することが可能となる。 As can be seen from the figure, if the structure of α> 0 and β> 0, the vertical component of the recording magnetic field can be reduced, and accordingly, the vertical component and the in-plane direction component of the recording magnetic field are appropriately controlled. It becomes possible to do.

図７及び図８は本実施形態における薄膜磁気ヘッドのウエハプロセスの製造工程の一部を説明するための断面図である。以下、これらの図を用いて、本実施形態の製造工程について説明する。 7 and 8 are cross-sectional views for explaining a part of the manufacturing process of the wafer process of the thin film magnetic head in this embodiment. Hereinafter, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to these drawings.

まず、図７（Ｂ）に示すように、下部シールド層１０、シールドギャップ層１２、ＭＲ層（図７及び図８では図示を省略）及び磁性材料による上部シールド層１１を順次形成した後、この上部シールド層１１の表面を例えば化学機械研磨法（ＣＭＰ）によって平坦化し、さらに、その上にめっき用のシード層を積層する。 First, as shown in FIG. 7B, a lower shield layer 10, a shield gap layer 12, an MR layer (not shown in FIGS. 7 and 8) and an upper shield layer 11 made of a magnetic material are sequentially formed. The surface of the upper shield layer 11 is planarized by, for example, chemical mechanical polishing (CMP), and a plating seed layer is further laminated thereon.

次いで、図７（Ｃ）に示すように、シード層上に、磁性材料による下部磁極層１４、例えばＡｌ_２Ｏ_３、Ｐｔなどの非磁性材料によるギャップ層１５及び磁性材料による上部磁極層１６を順次形成する。この工程は、レジスト層をパターニングすることによるレジストフレームの形成、レジストフレームを介した磁性材料のめっきによる下部磁極層１４の形成、レジストフレームを介した非磁性材料のめっきによるギャップ層１５の形成、レジストフレームを介した磁性材料のめっきによる上部磁極層１６の形成、レジストフレームの除去及びシード層をエッチング除去する工程を含んでいる。その後、上部磁極層１６の整形が行われる。この工程は、レジスト層をパターニングすることによるレジストマスクの形成、レジストマスクを介したミリング及びレジストマスクを除去する工程を含んでいる。 Next, as shown in FIG. 7C, a lower magnetic pole layer 14 made of a magnetic material, for example, a gap layer 15 made of a nonmagnetic material such as Al ₂ O ₃ or Pt, and an upper magnetic pole layer 16 made of a magnetic material are formed on the seed layer. Sequentially formed. This step includes forming a resist frame by patterning the resist layer, forming a bottom pole layer 14 by plating a magnetic material through the resist frame, forming a gap layer 15 by plating a nonmagnetic material through the resist frame, The process includes forming the top pole layer 16 by plating a magnetic material through a resist frame, removing the resist frame, and etching away the seed layer. Thereafter, the top pole layer 16 is shaped. This step includes forming a resist mask by patterning the resist layer, milling through the resist mask, and removing the resist mask.

次いで、図７（Ｄ）に示すように、絶縁材料を積層し、絶縁体層１８を形成する。この工程は、Ａｌ_２Ｏ_３などの非磁性材料のスパッタリングによって行われる。さらに、その上にめっき用のシード層を積層する。 Next, as illustrated in FIG. 7D, insulating materials are stacked to form the insulating layer 18. This step is performed by sputtering a nonmagnetic material such as Al ₂ O ₃ . Further, a seed layer for plating is laminated thereon.

次いで、図７（Ｅ）に示すように、絶縁体層１８上にコイル導体層１９を形成する。この工程は、めっき用のシード層のスパッタリング、その上に積層したレジスト層をパターニングすることによるレジストフレームの形成、レジストフレームを介した導電材料のめっき、レジストフレームの除去及びシード層をエッチング除去する工程を含んでいる。 Next, as shown in FIG. 7E, a coil conductor layer 19 is formed on the insulator layer 18. This step includes sputtering a seed layer for plating, forming a resist frame by patterning a resist layer laminated thereon, plating a conductive material through the resist frame, removing the resist frame, and etching away the seed layer. It includes a process.

次いで、図７（Ｆ）に示すように、レジスト材料２０′をコイル導体層１９上及びそれらの間に塗布して硬化させる。この工程は、レジスト層のパターニング、ベーキングによる硬化工程を含んでいる。 Next, as shown in FIG. 7 (F), a resist material 20 'is applied on and between the coil conductor layers 19 and cured. This process includes a resist layer patterning process and a curing process by baking.

次いで、図７（Ｇ）に示すように、その上に例えばＡｌ_２Ｏ_３などの絶縁材料をスパッタリングして絶縁体層２４を形成し、その後、表面を例えばＣＭＰによって平坦化する。 Next, as shown in FIG. 7G, an insulating layer 24 is formed thereon by sputtering an insulating material such as Al ₂ O ₃ , and then the surface is planarized by, for example, CMP.

その後、図８（Ａ）に示すように、上部磁極層１６のＡＢＳとは反対側の上面側に切り欠き部１６ａを形成し、その部分に例えばＡｌ_２Ｏ_３などの非磁性材料を埋め込む。この工程は、レジスト層をパターニングすることによるレジストマスクの形成、レジストマスクを介したミリングによる切り欠き部１６ａの形成、このレジストマスクを介したＡｌ_２Ｏ_３などの非磁性材料のスパッタリングによる非磁性材料層１７の形成及びレジストマスクを除去する工程を含んでいる。 After that, as shown in FIG. 8A, a notch 16a is formed on the upper surface side of the upper magnetic pole layer 16 opposite to the ABS, and a nonmagnetic material such as Al ₂ O ₃ is embedded in that portion. In this step, a resist mask is formed by patterning the resist layer, a notch 16a is formed by milling through the resist mask, and a nonmagnetic material is sputtered by a nonmagnetic material such as Al ₂ O ₃ through the resist mask. The process includes forming the material layer 17 and removing the resist mask.

次いで、図８（Ｂ）に示すように、その上に絶縁体層２１を形成する。この工程は、レジスト層をパターニングすることによるレジストマスクの形成、Ａｌ_２Ｏ_３などの絶縁材料のスパッタリング及びレジストマスクを除去するリフトオフ工程を含んでいる。 Next, as shown in FIG. 8B, an insulator layer 21 is formed thereon. This process includes a resist mask formation by patterning the resist layer, sputtering of an insulating material such as Al ₂ O _3, and a lift-off process for removing the resist mask.

次いで、図８（Ｃ）に示すように、ヨーク層のバックギャップ部用の開口２５を形成する。この工程は、レジスト層をパターニングすることによるレジストマスクの形成、エッチングによる開口２５の部分のコイル導体層１９の除去、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）及びアッシングによるその下の絶縁体層１８及びギャップ層１５の除去、並びにレジストマスクを除去する工程を含んでいる。 Next, as shown in FIG. 8C, an opening 25 for the back gap portion of the yoke layer is formed. This step includes forming a resist mask by patterning the resist layer, removing the coil conductor layer 19 in the portion of the opening 25 by etching, the insulating layer 18 and the gap layer below by reactive ion etching (RIE) and ashing. 15 and a step of removing the resist mask.

その後、図７（Ａ）に示すように、その上に上部ヨーク層２２を形成する。この工程は、シード層をスパッタリングによる積層、レジスト層をパターニングすることによるレジストフレームの形成、レジストフレームを介した磁性材料のめっき、レジストフレームの除去及びシード層をエッチング除去する工程を含んでいる。 Thereafter, as shown in FIG. 7A, the upper yoke layer 22 is formed thereon. This step includes steps of laminating the seed layer by sputtering, forming a resist frame by patterning the resist layer, plating a magnetic material through the resist frame, removing the resist frame, and etching away the seed layer.

これ以後のウエハプロセス、さらにその後に行われる加工プロセス及び研磨プロセスは、この分野においてよく知られているものであるため説明を省略する。 Since the subsequent wafer process, and the subsequent processing and polishing processes are well known in this field, the description thereof will be omitted.

なお、上部磁極層１６の切り欠き部１６ａに、非磁性材料に代えて、上部磁極層１６を構成する磁性材料より透磁率の小さい磁性材料を充填するようにしても良いことは明らかである。 Obviously, the cutout portion 16a of the upper magnetic pole layer 16 may be filled with a magnetic material having a lower magnetic permeability than the magnetic material constituting the upper magnetic pole layer 16 instead of the nonmagnetic material.

図９は本発明の薄膜磁気ヘッドにおける上部磁極層の種々の構成例を示す斜視図及び断面図である。 FIG. 9 is a perspective view and cross-sectional view showing various structural examples of the top pole layer in the thin film magnetic head of the present invention.

同図（Ａ）は図１の実施形態における上部磁極層の構造を示している。前述したように、上部磁極層１６のＡＢＳより遠い上面側のフレア部に１つの切り欠き部１６ａが形成されている。これにより、上部磁極層１６の面内における重心位置が、下部磁極層１１の重心位置と同じかＡＢＳ２３側に存在し、かつ上部磁極層１６の上面に近づくにつれてＡＢＳ２３方向に移動する構造が提供される。 FIG. 2A shows the structure of the top pole layer in the embodiment of FIG. As described above, one notch portion 16a is formed in the flare portion on the upper surface side farther from the ABS of the upper magnetic pole layer 16. As a result, a structure is provided in which the position of the center of gravity in the plane of the top pole layer 16 is the same as the position of the center of gravity of the bottom pole layer 11 or on the ABS 23 side, and moves in the ABS 23 direction as it approaches the top surface of the top pole layer 16. The

同図（Ｂ）は第１の変更態様における上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層２６のＡＢＳより遠い上面側のフレア部の両側に２つの切り欠き部２６ａが形成されている。これら切り欠き部２６ａには、非磁性材料又は上部磁極層２６を構成する磁性材料より透磁率の小さい磁性材料が充填される。これにより、上部磁極層２６の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層２６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。 FIG. 5B shows the structure of the upper magnetic pole layer in the first modification. In this modified embodiment, two notches 26a are formed on both sides of the flare portion on the upper surface side farther from the ABS of the top pole layer 26. These notches 26 a are filled with a nonmagnetic material or a magnetic material having a lower magnetic permeability than the magnetic material constituting the upper magnetic pole layer 26. This provides a structure in which the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 26 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer or on the ABS side, and moves in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 26. .

同図（Ｃ）は第２の変更態様における上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層３６のＡＢＳより遠い上面側のフレア部にＡＢＳと平行に伸長する１つの凹溝３６ａが形成されている。この凹溝３６ａには、非磁性材料又は上部磁極層２６を構成する磁性材料より透磁率の小さい磁性材料が充填される。これにより、上部磁極層３６の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層３６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。 FIG. 5C shows the structure of the upper magnetic pole layer in the second modification. In this modification, one concave groove 36a extending in parallel with the ABS is formed in the flare portion on the upper surface side of the top pole layer 36 far from the ABS. The concave groove 36 a is filled with a nonmagnetic material or a magnetic material having a lower magnetic permeability than the magnetic material constituting the upper magnetic pole layer 26. This provides a structure in which the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 36 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer or on the ABS side, and moves in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 36. .

同図（Ｄ）は第３の変更態様における上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層４６に切り欠き部や凹部又は凹溝が設けられていないが、上部磁極層４６の下面から上面に向かってフレア部がＡＢＳ方向にせり出した構造となっている。これにより、上部磁極層４６の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層４６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。なお、このような形状の上部磁極層は、レジストフレームをフレアさせた形状としてめっきを行うことによって製造可能である。 FIG. 4D shows the structure of the top pole layer in the third modification. In this modified mode, the upper magnetic pole layer 46 is not provided with a notch or a recess or groove, but has a structure in which the flare portion protrudes in the ABS direction from the lower surface to the upper surface of the upper magnetic pole layer 46. This provides a structure in which the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 46 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer or on the ABS side, and moves in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 46. . Note that the upper magnetic pole layer having such a shape can be manufactured by performing plating with a resist frame flared.

同図（Ｅ）は第４の変更態様における上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層５６のＡＢＳより遠い上面側のフレア部に１つの切り欠き部５６ａが形成されている。この切り欠き部５６ａには、非磁性材料又は上部磁極層５６を構成する磁性材料より透磁率の小さい磁性材料が充填される。これにより、上部磁極層５６の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層５６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。 FIG. 5E shows the structure of the upper magnetic pole layer in the fourth modification. In this modification, one notch 56 a is formed in the flare portion on the upper surface side farther from the ABS of the upper magnetic pole layer 56. The notch 56 a is filled with a nonmagnetic material or a magnetic material having a lower permeability than the magnetic material constituting the upper magnetic pole layer 56. Thus, a structure is provided in which the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 56 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer or on the ABS side, and moves in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 56. .

同図（Ｆ）は第５の変更態様における上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層６６のＡＢＳより遠い上面側のフレア部に１つの凹部６６ａが形成されている。この凹部６６ａには、非磁性材料又は上部磁極層６６を構成する磁性材料より透磁率の小さい磁性材料が充填される。これにより、上部磁極層６６の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層６６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。 FIG. 5F shows the structure of the upper magnetic pole layer in the fifth modification. In this modification, one concave portion 66a is formed in the flare portion on the upper surface side farther from the ABS of the upper magnetic pole layer 66. The recess 66 a is filled with a nonmagnetic material or a magnetic material having a lower magnetic permeability than the magnetic material constituting the upper magnetic pole layer 66. This provides a structure in which the position of the center of gravity in the plane of the top pole layer 66 is the same as the position of the center of gravity of the bottom pole layer or on the ABS side and moves in the ABS direction as it approaches the top surface of the top pole layer 66. .

同図（Ｇ）は第６の変更態様における上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層７６のＡＢＳより遠い上面側のフレア部の両側に２つの切り欠き部７６ａが形成されている。これら切り欠き部７６ａには、非磁性材料又は上部磁極層７６を構成する磁性材料より透磁率の小さい磁性材料が充填される。これにより、上部磁極層７６の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層７６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。 FIG. 5G shows the structure of the upper magnetic pole layer in the sixth modification. In this modified embodiment, two notches 76a are formed on both sides of the flare portion on the upper surface side farther from the ABS of the upper magnetic pole layer 76. These notches 76 a are filled with a nonmagnetic material or a magnetic material having a lower permeability than the magnetic material constituting the upper magnetic pole layer 76. This provides a structure in which the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 76 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer or on the ABS side, and moves in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 76. .

同図（Ｈ）及び（Ｉ）は第７の変更態様における下部磁極層及び上部磁極層の構造を示している。この変更態様では、上部磁極層８６に切り欠き部や凹部又は凹溝が設けられていないが、下部磁極層８４、ギャップ層８５及び上部磁極層８６が、同図（Ｉ）に示すように、ＡＢＳに対して垂直ではなく傾斜した下地層上に形成されている。これにより、上部磁極層８６の面内における重心位置が、下部磁極層８４の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層８６の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造が提供される。 (H) and (I) in the same drawing show the structures of the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer in the seventh modification. In this modified embodiment, the upper magnetic pole layer 86 is not provided with a notch or a concave or concave groove, but the lower magnetic pole layer 84, the gap layer 85, and the upper magnetic pole layer 86 are, as shown in FIG. It is formed on a base layer that is not perpendicular to the ABS but inclined. This provides a structure in which the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer 86 is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer 84 or on the ABS side, and moves in the ABS direction as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer 86. The

なお、図９は上部磁極層部分の構造のいくつかの例を示すものであり、本発明における、上部磁極層の面内における重心位置が、下部磁極層の重心位置と同じかＡＢＳ側に存在し、かつ上部磁極層の上面に近づくにつれてＡＢＳ方向に移動する構造は、これ以外にも種々のものが存在することは明らかである。 FIG. 9 shows some examples of the structure of the upper magnetic pole layer. In the present invention, the position of the center of gravity in the plane of the upper magnetic pole layer is the same as the position of the center of gravity of the lower magnetic pole layer or on the ABS side. However, it is apparent that there are various other structures that move in the ABS direction as they approach the upper surface of the upper magnetic pole layer.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。 All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明の一実施形態における磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of a magnetic disk drive device according to an embodiment of the present invention. 図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドの一部の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a part of the thin film magnetic head in the embodiment of FIG. 1. 図２に示した薄膜磁気ヘッドの下部磁極層及び上部磁極層の部分の構造をより分かり易く示す斜視図である。3 is a perspective view showing the structure of the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer of the thin film magnetic head shown in FIG. 図２に示した薄膜磁気ヘッドの上部磁極層の重心位置を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the position of the center of gravity of the upper magnetic pole layer of the thin film magnetic head shown in FIG. 2. 図６のシミュレーションにおける上部磁極層及びその切り欠き部の関係を説明する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a relationship between an upper magnetic pole layer and a notch in the simulation of FIG. ギャップ層における位置と記録磁場の垂直方向成分及び面内方向成分との関係のシミュレーション結果を表す図である。It is a figure showing the simulation result of the relationship between the position in a gap layer, the perpendicular direction component of a recording magnetic field, and an in-plane direction component. 図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドのウエハプロセスの製造工程の一部を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating a part of manufacturing process of the wafer process of the thin film magnetic head in embodiment of FIG. 図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドのウエハプロセスの製造工程の一部を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating a part of manufacturing process of the wafer process of the thin film magnetic head in embodiment of FIG. 本発明の薄膜磁気ヘッドにおける上部磁極層の種々の構成例を示す斜視図及び断面図である。FIG. 6 is a perspective view and cross-sectional view showing various configuration examples of an upper magnetic pole layer in the thin film magnetic head of the present invention.

Explanation of symbols

１磁気ディスク
２、４軸
３アセンブリキャリッジ装置
５キャリッジ
６アクチュエータ
７駆動アーム
８ＨＧＡ
９サスペンション
１０下部シールド層
１１上部シールド層
１２シールドギャップ層
１３ＭＲ層
１４、８４下部磁極層
１５、８５ギャップ層
１６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６上部磁極層
１６ａ、２６ａ、５６ａ、７６ａ切り欠き部
１７非磁性材料層
１８、２１、２４絶縁体層
１９コイル導体層
２０レジスト材料層
２０′ レジスト材料
２２上部ヨーク層
２３ＡＢＳ
２５バックギャップ部用の開口
３６ａ凹溝
６６ａ凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic disk 2, 4 axis | shaft 3 Assembly carriage apparatus 5 Carriage 6 Actuator 7 Drive arm 8 HGA
9 Suspension 10 Lower shield layer 11 Upper shield layer 12 Shield gap layer 13 MR layer 14, 84 Lower magnetic pole layer 15, 85 Gap layer 16, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86 Upper magnetic pole layer 16a, 26a, 56a, 76a Notch 17 Nonmagnetic material layer 18, 21, 24 Insulator layer 19 Coil conductor layer 20 Resist material layer 20 'Resist material 22 Upper yoke layer 23 ABS
25 Opening for Back Gap 36a Groove 66a Recess

Claims

A bottom pole layer, a gap layer, a top pole layer facing the bottom pole layer via the gap layer, and a coil for supplying magnetic flux to the gap layer via the bottom pole layer and the top pole layer The center of gravity position in the plane of the upper magnetic pole layer is the same position as the position of the center of gravity in the plane of the lower magnetic pole layer or on the air bearing surface side from the position of the center of gravity in the plane of the lower magnetic pole layer; A thin film magnetic head configured to move in the direction of the air bearing surface as it approaches the upper surface of the upper magnetic pole layer.

2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the upper surface of the lower magnetic pole layer faces the entire lower surface of the upper magnetic pole layer.

3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least one notch portion is formed on an upper surface side far from the air bearing surface of the upper magnetic pole layer.

3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least one recess is formed on an upper surface side far from the air bearing surface of the upper magnetic pole layer.

3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein at least one concave groove that runs in parallel with the air bearing surface is formed on an upper surface side farther from the air bearing surface of the upper magnetic pole layer.

6. The material according to claim 3, wherein the at least one notch, the at least one concave portion, or the at least one concave groove is filled with a material having a lower magnetic permeability than a material constituting the upper magnetic pole layer. The thin film magnetic head according to any one of the above.

7. The thin film magnetic head according to claim 3, wherein the at least one notch, the at least one recess, or the at least one recess is filled with a nonmagnetic material. .

8. A head gimbal assembly comprising: the thin film magnetic head according to claim 1; and a suspension for supporting the thin film magnetic head.

9. A magnetic disk drive device comprising at least one head gimbal assembly according to claim 8.